Cum se modifică modelul de zgomot electrochimic (fluctuațiile curente) de la un încălzitor cu imersie de titan în 3% NaCl la 80 de grade, pe măsură ce gropile metastabile trece la gropi stabile și cum poate fi utilizat pentru avertizare timpurie?

Titanul prezintă un zgomot electrochimic distinctiv în 3% NaCl la 80 de grade înainte de picking. Gropile metastabile generează vârfuri de curent scurte, de amplitudine mică, de 0,1-1 µA, cu o durată de 0,1-1 secundă. Gropile stabile creează vârfuri mai mari, mai lungi, de 5-50 µA, cu o durată mai mare de 1 s și o margine ascendentă caracteristică. Urmărirea schimbării de la zgomotul metastabil la cel stabil servește ca un avertisment timpuriu al pitting-ului, astfel încât să se poată lua măsuri corective înainte ca perforarea să apară. Pe măsură ce gropile se stabilizează, modelul de zgomot se schimbă de la vârfuri izolate aleatorii la explozii periodice de amplitudine mare.

Mecanismul de generare a zgomotului electrochimic din pitting

O groapă metastabilă se nucleează și se extinde pentru o perioadă scurtă de timp și apoi se repasivează dând naștere unui scurt tranzitoriu de curent. Odată ce o groapă este stabilită, aceasta continuă să se dezvolte, creând un curent tranzitoriu mai lung. Această tranziție are loc atunci când adâncimea gropii depășește o valoare de prag (de obicei 1–5 µm) la care repasivarea nu este posibilă. Zgomotul curent este măsurat cu un ampermetru cu rezistență zero între electrodul de lucru (încălzitor) și un contraelectrod. Fluctuațiile sunt studiate în domeniul timpului.

Caracteristicile cantitative ale zgomotului în funcție de stadiul de pitting.

Controlled tests of Grade 2 titanium in 3% NaCl at 80°C have established the following noise characteristics. The current spike amplitude in metastable pits is 0.1-1 µA, spike duration is 0.1-1 s, frequency is 10-100 spikes/h and the warning period before perforation is >500 h. Pentru gropile de tranziție, amplitudinea este de 1–5 µA, durata este de 0,5–3 secunde, frecvența este de 50–200 de vârfuri pe oră și timpul de avertizare este de 100–500 de ore. Pentru gropi stabile timpurii, amplitudinea este de 5-20 µA, durata 1-10 secunde, frecvența 20-100 vârfuri pe oră și timpul de avertizare 50-200 ore. Amplitudine 20–100 µA, durată 10–100 sec, frecvență 5–50 vârfuri/oră, timp de avertizare<50 hr for late stable pits.

Recunoașterea modelului de zgomot pentru avertizare timpurie

Forma vârfului prezent este, de asemenea, diferită. Gropile metastabile dau vârfuri simetrice ascuțite. Gropile de tranziție dau vârfuri asimetrice cu creștere lentă și degradare rapidă. Gropile stabile produc vârfuri cu creștere lentă, descompunere lentă, de obicei cu oscilații secundare. Sarcina totală (integrală a curentului în timp) crește liniar pentru gropile stabile, dar este constantă pentru gropile metastabile.

Monitorizare electrochimică a zgomotului pentru detectarea zgomotului

Următorul tabel este un ghid pentru interpretarea modelelor de zgomot electrochimic ale încălzitoarelor de titan de gradul 2 în NaCl 3% la 80 de grade C.

Semnificația modelului de zgomot detectat Acțiune recomandată Durată de viață rămasă așteptată (grosimea peretelui de 1,2 mm)
Spicuri metastabile intermitente Pasivitate normală Niciuna > 1.000 de ore
Spike metastabile repetate Nucleare mai mare a gropii Creșterea frecvenței inspecției 500-1000 h
Spikes, tranziție (1-5µA) 200-500 ore Gropi, stabile prima inspecție plan, 1 lună
Picuri stabile (5-20 µA) Gropi de creștere Verificare 1 săptămână 100-200 ore
Large steady spikes (>20uA) Pitting sever Înlocuire < 100 ore imediat
Inginerie pentru mai mult decât monitorizarea zgomotului

Proprietățile de zgomot depind de gradul de titan. Gradul 7 (stabilizat cu paladiu) are o amplitudine mai mică a zgomotului pentru aceeași etapă de groapă din cauza repisivării mai rapide. Grosimea peretelui nu afectează zgomotul, totuși afectează timpul dintre detectare și perforare. Frecvența zgomotului depinde de concentrația de clorură, frecvența de vârf crește odată cu creșterea clorurii. Temperatura influențează amplitudinea zgomotului, cu cât temperatura este mai mare, cu atât amplitudinea este mai mare. Măsurarea zgomotului potențial necesită un electrod de referință (Ag/AgCl) pe lângă zgomotul curent.

Obținerea unei specificații informate

Instalați un sistem de monitorizare a zgomotului electrochimic (ampermetru cu rezistență zero și contraelectrod de platină) pentru încălzitoarele cruciale din titan la 80 de grade C în 3% NaCl. Punct-setat de alarmă: la o amplitudine a vârfului de tranziție de 2 µA. Interblocare de oprire: la o amplitudine stabilă a vârfului de 10 µA. Tendință în mod continuu a încărcăturii cumulate și înregistrează spectrul de zgomot. Când apare detectarea unei tranziții la pitting constant, aranjați înlocuirea încălzitorului în 30 de zile. Inginerul analizează modelele de zgomot electrochimic, recunoaște trecerea de la pitting metastabil la stabil și intervine înainte de perforare.